El alternador automotriz consta de varios componentes clave que trabajan en conjunto para producir energía eléctrica estable. Comprender estos elementos revela la sofisticación de este sistema automotriz esencial.
El conjunto del rotor forma el electroimán giratorio que crea el campo magnético alterno. Consiste en una bobina que gira alrededor de un núcleo de hierro, con piezas polares en forma de garra que concentran el flujo magnético. Anillos rozantes (en diseños con escobillas) o sistemas de excitación inalámbricos (en modelos sin escobillas) proporcionan conexión eléctrica al devanado de campo. La velocidad de rotación del rotor y la intensidad del campo determinan directamente la capacidad de salida del alternador.
Alrededor del rotor, el estator contiene tres conjuntos de devanados dispuestos a 120 grados para producir corriente alterna trifásica. Estos devanados de cobre de gran espesor se enrollan en patrones específicos para optimizar la potencia y la eficiencia. El diseño del estator, incluyendo el número de vueltas y la configuración del devanado, determina las características máximas de corriente y voltaje de salida del alternador.
El conjunto rectificador convierte la CA en CC mediante seis o más diodos dispuestos en una configuración trifásica de onda completa. Estos dispositivos semiconductores permiten el flujo de corriente en una sola dirección, invirtiendo eficazmente las partes negativas de la forma de onda de CA para crear CC pulsante. Los alternadores de alta corriente pueden usar diodos adicionales en paralelo para gestionar cargas mayores. El conjunto de diodos también evita que la batería se descargue a través del alternador cuando el motor no está en marcha.
El regulador de voltaje, ya sea interno o externo, funciona como el centro de control del alternador. Los reguladores de estado sólido modernos monitorean el voltaje del sistema y ajustan la corriente de campo del rotor según corresponda mediante modulación por ancho de pulso. Las unidades avanzadas incorporan compensación de temperatura y pueden comunicarse con la computadora del vehículo mediante redes de datos. El regulador garantiza una salida estable a pesar de las variaciones en la velocidad del motor y las cargas eléctricas.
Los componentes mecánicos adicionales incluyen cojinetes delanteros y traseros que soportan la rotación del rotor, ventiladores de refrigeración que evitan el sobrecalentamiento y conjuntos de escobillas (con diseños de escobillas) que transmiten corriente al rotor. Todo el conjunto se monta dentro de una carcasa de aluminio que proporciona soporte estructural a la vez que disipa el calor generado durante el funcionamiento.
